評估腦皮層中神經元損傷程度的方法與裝置的製作方法
2023-11-10 06:34:52
專利名稱：評估腦皮層中神經元損傷程度的方法與裝置的製作方法
背景技術：
發明領域本發明涉及可用於早期評估老年性痴呆症的評估腦皮層中神經元損傷程度的的方法與裝置。相關技術描述關於老年性痴呆症，統計表明約有30％的九十多歲的人處於疾呆狀況下。這種老年性痴呆成為正到來的老齡化社會的一個嚴重問題。
因此，應最好在它導致嚴重狀態之前儘早地發現與處理這種痴呆症。常規通過下列各種人工方法進行對痴呆症的判斷(1)Hasegawa痴呆評定量表(HDS)HDS方法是為了從正常老年人中甄別患痴呆症的老年人而設計的。HDS由無智力失常的正常老年或老齡人能較容易地回答的問題組成。此方法通常可在5-10分鐘內完成。這些問題包括例如「記憶與記錄」等11個項目，主要項目為「定向」、「計算」與「一般普通常識」。在提問項目通過比率的基礎上，根據難度，對分數進行預先確定的加權。
此外還使用經修改的評估項目，以修訂的Hasegawa痴呆評定量表(HDS-R)代替HDS，在此方法中可進行他/她是否單獨確認自己生日的檢驗。(2)國家智力研究痴呆篩查試驗(測驗)此國家智力研究痴呆篩查試驗(測驗)是一個關於從健康老人中精確甄別被懷疑痴呆的老人的標準簡化試驗。即是說，這是一個使由衛生護士領導的醫務人員能容易地使用、給出標記與普查人們以便在各地區內進行衛生活動以找出患有早期痴呆症的可疑人員並適當地勸告與指導他們的篩查檢驗。此外，此篩查試驗還可供在流行病學調查時普查之用。(3)N型智力功能檢驗N型智力功能檢驗是一個旨在通過在關於記憶、定向與計算問題的基礎上加入關於概念形成、圖表重複、空間識別、運動構成功能等等問題以測定廣泛範圍內的智力功能的老年人智力功能檢驗。此試驗可用於區別智力功能的老年改變是由正常老化還是由失常痴呆引起的。然而，此試驗的主要目的在於對被懷疑痴呆的老年人進行檢驗。由於這個原因，製備此試驗以便在一個包括五個分段即正常、邊緣、較度痴呆、中度痴呆與嚴重痴呆的寬範圍內評估痴呆程度(水平)。(4)智力狀況調查表(MSQ)此智力狀調查表是在1958年為了大規模調查紐約市內在家老年人而制定的。由於調查的對象是在社交上、體力上與智力上彼此十分不同的許多人，因此調查的目的是簡單地、客觀地與容易地進行，並提供一個關於智力功能失常的可靠指數。至於MSQ的問題項目，從包括關於定向、記憶、計算、對幾百人的預備測驗的一般與個人資料的問題中選擇了大部分可區別的問題項目。一半問題項目由定向測驗項目組成，而另一半問題項目由一般記憶測驗項目組成，所以重點放在定向測驗(orientation test)。(5)小型智力狀態檢驗(MMSE)此MMSE制定成短的與標準化的量表(scale)，用於如
圖11中所示的住院病人的神經生理學檢驗。
提出了如下其它各種活動觀察量表(觀察方法)(6)Ezawa的「老年人智力的臨床判斷標準」；(7)功能評定分段測驗(FAST)；(8)臨床痴呆評定(CDR)；(9)GBS量級(量表)；(10)老年人的N智力狀態量級(MN量表)。在上述現有技術的痴呆判斷方法中，發現MMSE是一個保證固定的可靠性的方法，因為圖1中橫坐標上的MMSE得分變為越小，從屍檢得到的神經元損失比率N變為越大，結果確保相互的關係。然而，由於此方法採用一個其中總是由醫生在會面中檢查對象(病人)的測驗方式，因而有如下問題①由於存在詢問者，回答大大地依賴於詢問者與對象之間的特定人際關係。因而不總是被客觀地與精確地得到，導致判斷結果的偏差。
②當對象被重複檢驗時，他或她可能知道檢驗內容，以致不能得到客觀的判斷結果。③有時對象拒絕回答。
由此可見，在現有技術診斷方法中，尚未提出一種用於區別早期痴呆病人與正常人的客觀方法。而且，為了將它用於疾呆篩查，必須在短時間內、低成本下與容易處理的情況下實施診斷方法。然而，包括上述方法的現有技術方法尚未提出一個使能早期診斷痴呆病人的切實可行的方法。此外，應用上述SPECT、PET以及諸如此類的方法需要極短壽命的的放射性同位素材料，需要一個回旋加速器作為此系統的一部分，從而導致極高的成本。
發明概述因此本發明的一個目的是提供用於評估腦皮層中神經元損傷程度的使能客觀地判斷早期痴呆而不用人介入判斷的廉價的方法與裝置。眾所周知，人的思想、認識、回憶、愉快/不愉快、智力疲勞、壓力以及諸如此類依賴於腦中許多神經元的電活動。即是說，認為腦中信號的傳輸通過神經軸突上的有效電位脈衝的傳輸進行，且信號的內容被編碼為脈衝的頻率。當動作電位脈衝到達刺激性的突觸時，電流流出連接的神經元，通過神經元外部的組織，然後返回至最初的細胞體。由於此電流流動與單個電流偶極子流動十分相同，因而可用單個等效的電流偶極子代替個別神經元的電活動。如果受激的神徑元集中在比較受限的位置上，它們的電活動可由一個或多個這樣的等效電流偶極子來近似。
為了找出這樣的電流偶極子，計算每次當一個或多個具有任意磁矩的電流偶極子任意地放置在頭部內時在頭皮上的EEG(MEG)傳感器位置出現的電位(或磁場強度)，並計算出計算的電位與傳感器測量的電位(或磁場)之間誤差的均方值。電流偶極子運動直至得到平方誤差均值變為最小時的位置、方向與數值，因此做為一個等效偶極子。
如果由於阿耳茨海默氏(Alzheimer)症的結果在皮層內的神經元活動中出現不均勻性，此不均勻性出現在頭皮電位中。由於頭皮電位分布是平滑的，偏離此給定的平滑電位的偏差的均方值反映皮層中不均勻的神經元活動。此平滑度由給定的時間周期內的平均偶極性(dipolarity)(測量電位的等效偶極子的近似程度)以數字給出。本發明以日本專利公開NO.3-42897、日本專利申請公開No.3-99630、日本專利No.2540728以及諸如此類文獻中指出的已知技術為基礎。
在根據這些基本技術開發的本發明中，很清楚，隨機處理的動差(moment)即一個關於偶極性的時間變化的統計，或關於α波的平均偶極性具有一個通過它可區別正常與痴呆的門限值(閾值)。因此，量化痴呆症尤其是阿耳茨海默症與以一定的靈敏度與特徵性區別正常與痴呆成為可能。而且，平均偶極性隨時間波動。這反映神經元活動的不穩定性(標準偏差)。不穩定性通常隨著痴呆發展而增大。指示這個平均偶極性波動的標準偏差同樣有一個門限值，如果標準偏差變為大於門限值，可判定對象患阿耳茨海默症。這個平均偶極性「d」與標準偏差SD之間的關係表示在圖2的腦損傷圖中。平均偶極性與標準偏差的門限值把圖劃分為四個區域①-④。第二與第四區域②、④分別指示阿爾茨海默症與正常。
圖3A與3B表示頭部的MRI剖面，並表示由計算機摸擬得到偶極性值，其中白色區域內神經元被受激。圖3A表示一個正常例子，其中在白色區域範圍內神經元活動均勻而平均偶極性指示一個大值「99.862」，儘管被激的神經元散布在這樣大部分的範圍內。同樣，圖3B模擬白色區域被不活動的神經元分隔的患阿爾茨海默症的腦子，其中平均偶極性低至「97.057」。因此，通過得到每個等效偶極子的上述平均偶極性「d」，可圖示如圖1中的特性由線表示的平均偶極性「d」與神經元損失比率N。曲線N是根據阿爾茨海默病人的屍檢結果與屍檢前的臨床數據評估的。此外，通過上述的SPECT清楚了α分量的平均偶極性同作為顳顬與顳頂葉的皮層的規定區域內的腦血流流量高度相關，這對早期阿爾茨海默症有特殊意義。
另一方面，在通過使用腦傳感器或腦磁傳感器測定腦波例如α波的情況下，由於認為波源分布在兩個腦半球上，可採用兩個等效偶極子。然而，儘管需要兩個等效偶極子以便確定活動神經元的位置，但單個等效偶極子足以判斷偶極性。因此，本發明的發明者單獨分析了如作為例子的圖4-7中表示的假定頭部為球形的情況(參看圖4與6)與頭部為真實形狀的情況(參看圖5與7)，在假定單個等效偶極子的情況(參看圖4與5)與假定兩個效偶極子情況(參看圖6與7)的兩個模型中，從中發現了各種情況中連接α分量的偶極性值的峰值的包絡線彼此一致。即是說，在單個等效偶極子情況下，等效偶極子失量的位置在頭部中線附近，這與兩個等效偶極子的情況不同。然而，發現了平均偶極性「d」的峰值互相間沒有大的差別。且峰值由真實形狀或由球形獲得不造成大的差別。一種評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其特徵在於通過在對象的頭皮上安裝許多EEG傳感器以探測對象頭皮電位，把頭皮電位變換為數字數據以獲得一個偶極性，進而得到一個關於偶極性的時間變化的統計作為對象的痴呆程度的參數，並輸出這些參數。而且，在根據本發明的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法中，可通過一個終端裝置探測頭皮電位，可把頭皮電位數據通過通信線路發送至運算中心，然後把可在運算中心確定的為痴呆評估所需要的參數通過通信線送回至終端裝置以輸出。一種根據本發明的用於製備神經元損傷圖的裝置可包括許多安裝在對象頭皮上的EEG傳感器，一個用於把EEG傳感器的輸出信號變換為數字數據以得到一個偶極性與用於得到關於作為對象痴呆程度參數的偶極性的時間變化的統計的計算單元，與一用於輸出這些參數的輸出單元。而且，在根據本發明的用於評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置中，EEG傳感器與輸出單元可在終端裝置內提供，計算單元可在運算中心內提供，而終端裝置與運算中心可通過通信線連接。
本發明可提供一個由計算機執行的程序。為自動判斷腦的活動，此程序備有以下步驟；根據通過安裝在對象頭皮上的許多EEG傳感器或MEG傳感器探測到的對象頭皮電位的數字數據確定一個偶極性；判斷一個作為對象痴呆程度參數的關於偶極性的時間變化的統計；並輸出這些參數。此外，本發明還提供一個其特徵在於記錄上述程序的計算機可讀記錄媒體。
上述方法，相應的裝置，相應的程序，與相應的記錄媒體，可應用如下各種方式上述偶極性可包括一個值，它是在提取數據中的一個預定的頻率分量之後，以此預定頻率分量為基礎，每次當確定一個或多個等效偶極子時指示近似程度的值，其中假定在頭部中的、在傳感器位置形成的一個或多個電流偶極子的電位分布與由數據表示的傳感器測量的電位之間的均方誤差平均值變為最小。
在此情況下頭部可應用球形頭部摸型。關於統計，可使用隨機處理動差(moment)或每次當通過取樣得到許多偶極性時指示一個固定數目峰值的平均值的平均偶極性。另一方法，由於標準偏差高度相關地隨著平均偶極性的減小而增大，因而可使用指示波動的標準偏差代替平均偶極性以得到相同的結果。平均偶極性或標準偏差可通過使用一個預定頻率分量內而不只是在α分量內的信號來得到。
數據可通過使用MEG傳感器代替EEG傳感器來得到，並且用磁場代替電位。另外，可通過把平均偶極性同一個預定的門限值比較，通過把標準偏差同一個預定的門限值比較，或通過平均偶極性與標準偏差之間的相互關係，來判斷對象是正常或痴呆。
此外，可通過平均偶極性與標準偏差之間的關係判斷痴呆的種類與程度。偶極性值可根據一個較複雜的頭部模型的許多等效偶極子導出，儘管計算變為較複雜。
本發明以高可靠性、高靈敏度、容易操作、無侵犯性、短的要求時間與低成本優於其它的現有診斷方法例如MMSE、SPECT等。
附圖簡述圖1是一個由本發明的發明者得到的表示相對於MMSE值的偶極性(平均值)「d」與神經元損失比率N的曲線圖；圖2是一個本發明的發明者得到的表示用於判斷正常/痴呆的平均偶極性與它的標準偏差之間的關係的神經元損傷圖；圖3A與3B是表示在一個正常人與一個痴呆人的頭部得到的單個等效偶極子的圖；圖4是一個表示根據本發明在一個均勻導體的球形頭部模型上計算的單個等效偶極子的偶極性曲線圖，產生神經元損傷圖，相應的裝置，相應的程序與相應的記錄媒體；圖5是一個表示為實現本發明的在假定頭部為真實形狀與使用單個等效偶極子情況下的偶極性曲線圖；圖6是一個表示為實現本發明的在假定頭部為球形與使用兩個等效偶極子情況下的偶極性曲線圖；圖7是一個表示為實現本發明的在假定頭部為真實形狀與使用兩個等效偶極子情況下的偶極性曲線圖；圖8是一個表示本發明的一個實施例的框圖；圖9是一個表示本發明的一個改型的框圖；圖10是一個表示本發明中的計算單元的處理程序的流程圖；與圖11是一個表示現有技術小型智力狀態檢驗(MMSE)的表。
在所有附圖中，相同的參考標記表示相同的或相當的部件。實施例描述圖8表示一個根據本發明的用於自動評估腦皮層中神經元損傷程度的實施例與相應的裝置。
在此實施例中，首先在頭部1上安裝包括例如21個傳感器的一組EEG傳感器或MEG傳感器2以測量頭皮電位，或對象在適當布置傳感器的地方帶上一頂帽子。注意在此情況下即使頭部假定為球形可按照國際10-20標準布置傳感器。來自傳感器2的測量電位通過放大器3與多路復用器4供給模擬/數字(A/D)變換器5，以便通過輸入界面(I/F)15把數位化的測量電位(EEG)數據供給計算機10。注意輸入界面15對數據進行付裡葉變換以執行一個預定的濾波處理，從而只取出α分量並起動後面的處理。應注意本發明不受α分量的限制。在計算機10中，CPU11通過總線12連接ROM13、RAM14、輸入界面15與輸出界面16。
上述ROM13是一個貯存用於確定等效偶極子的上述程序以及諸如此類的媒體，而RAM14是一個用於貯存來自數字轉換器23、鍵盤24與A/D變換器5的EEG數據的存貯器。注意可使用如下的這樣一種布置如圖9中表示，腦波數據從只是在此情況下充當數據傳輸終端裝置的計算機10的界面17通過網際網路或諸如此類的通信線41發送至作為計算(運算)單元的運算中心42，在此運算中心42分析的結果通過通信線41再次送回至臨床點內的計算機10，然後從輸出單元例如CRT31與印表機32輸出此結果，以便醫生應用此結果作為診斷用的材料，在此情況下，程序與記錄媒體在運算中心內提供。一個貯存圖1與2中所示的曲線圖的特性數據的外部存貯器25連接輸入界面15。顯示計算機10運算結果(MMSE值做為痴呆程度)的CRT或諸如此類的顯示器31與列印顯示在顯示器31上數據與波形的印表機32連接至輸出界面16作為輸出單元。注意所有程序以及諸如此類可只貯存在ROM13內而不使用外部存貯器25。現在將參照圖10中所示的流程圖描述上述布置形式的實施例的運作。
在首先如圖8與9中所示在頭部1上布置傳感器2(在步驟S1)之後，接通電源(未表示)以起動計算機10(在步驟S2)。然後，從外部存貯器25讀出用於各種工作的程序、用於信號處理的程序以及諸如此類程序貯存在計算機10的RAM14中(在步驟S3)。這些程序可預先貯存在計算機10內的永久存貯器ROM13中。然後，通過有21個安裝在頭部1上傳感器的傳感器2以固定的取樣時間間隔進行以腦內神經元活動為基礎的電位測量(在步驟S4)。
之後，通過數字濾波處理分離在規定頻率帶寬例如α帶內有峰值的EEG分量(在步驟S5)。計算頭皮上所有取樣測量電位的等效偶極子(在步驟S6)。
即，在步驟S6，如上述，計算機10的CPU11計算在頭皮上電極位置的在假定偶極子放置在頭部內預定位置情況下由例如單個電流偶極子產生的電位(Vc)，得到相對於在步驟S4測量的電位(Vm)的均方誤差的平均值，得此造成均方誤差平均值的電流偶極子的位置與磁矩，並重複這些處理直至均方誤差收斂至等於或小於參考值。當均方誤差收斂至等於或小於參考值時，在此位置的電流偶極子作為等效偶極子以將此位置貯存在RAM14中。之後，計算偶極性(在步驟S7)。即，按下面表示的方程(1)與(2)計算指示等效偶極子近似測量電位程度的偶極性「d」(在此點還不是平均值)。
注意在上述方程(1)與(2)中，M表示傳感器2的數目，而Vma與Vca分別表示測量值的平均值與計算值的平均值。
於是，提取對於例如每10ms取樣的頭皮上的每個測量電位得到的偶極性值「d」的固定數目的峰值(參看圖3-6)例如200個峰值，以得到平均值＝「平均偶極性或平均α偶極性」(在步驟S8)。把平均α偶極性同預定的門限值比較。當平均α偶極性大於門限值時，判斷對象為正常。當平均α偶極性小於門限值時，判斷對象為痴呆狀態(在步驟S9)。另一方法，把標準偏差同門限值比較，以便判斷對象為正常或痴呆(在步驟S10)。或以其邊界取決於判斷可靠性百分比的區域(其中門限值與可靠性百分比之間的關係由靈敏度—特徵性曲線確定)取代門限值。
另一方法，在表示平均偶極性「d」與標準偏差SD之間關係的圖2的腦損傷圖中，在第二區域②內判定對象患阿耳茨海默症，而在第四區域④內判定對象為正常(在步驟S11)。這些判斷結果輸至作為輸出單元的CRT31或印表機32。根據至今的臨床數據，此方法的靈敏度與特徵性(specificity)約為70％。如上所述，根據本發明設置了用於評估腦皮層中神經元損傷程度的方法、相應的裝置、相應的程序與相應的記錄媒體，以便通過偶極性峰值的統計特性立即與客觀地確定對象是正常或是痴呆。在這些處理中確定一個或多個等效偶極子，其中假定在頭部內在EEG傳感器位置形成的一個或多個電流偶極子的電位分布同測量的電位之間的均方誤差的平均值取得最小；例如，每次當通過取樣得到的許多偶極性峰值的一個固定數目峰值的平均值(平均偶極性)與指示峰值波動性的標準偏差二者中至少一個。而且，當判定對象為疾呆時，可評估痴呆的程度。此外，由於可數值地評估劑量對痴呆與認知恢復的作用，可選擇對每個病人最佳的投藥法，可在短時間內確定藥劑的數量與頻率，從而可採用各種認知恢復的最佳方法。藥物治療、認知恢復等等前後的偶極性值的平均值的變化使能由此測定各自的效果。
此外，通過分析α波的偶極性的時間變化可預測痴呆程度的未來發展。不同於現有技術檢驗方法的判斷結果，本發明使應用一個低成本的裝置客觀地、精確地與迅速地判斷痴呆程度成為可能，所以可得到如下特殊效果(1)通過約3分鐘的EEG測量，可檢測阿爾茨海默症的發展狀態。(2)可對所有老年人簡單地進行早期痴呆症的篩查。由於早期治療對於延遲痴呆症發作是有效的，它有助於控制老年痴呆的人數。這大大地有助於經濟效益與減輕護理病人家庭的負擔。(3)由於推測對控制與治療阿耳茨海默症有效的藥物的效果可立即測定，它可用於開發治阿爾茨海默症的新藥物。
(4)可客觀地測定各種療法例如藝術療法、音樂療法與園株療法的效果。(5)可客觀地鑑別痴呆程度。
(6)可容易地非侵犯地應用於痴呆篩查。
權利要求
1.一種評估腦皮層中神經元損傷程度的方法包括步驟通過在對象的頭部上安裝多個EEG傳感器或MEG傳感器探測對象的頭皮電位，把頭皮電位或磁場變換為數據以得到一個偶極性，獲得一個作為對象痴呆程度的關於偶極性的時間變化的統計，與輸出這些參數。
2.如權利要求1中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中偶極性包括一個在提取數據中的一個預定頻率分量之後，以此預定頻率分量為基礎，當確定一個或多個等效偶極子時指示近似程度的值，其中假定在頭部內的一個或多個電流偶極子在傳感器位置形成的電位分布與由數據表示的傳感器的測量電位之間的均方誤差的平均值變為最小。
3.如權利要求2中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中頭部包括一個球形模型。
4.如權利要求1中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中統計包括一個隨機處理的動差。
5.如權利要求1中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中統計包括平均偶極性與標準偏差中的至少一個，平均偶極性表示當通過取樣得到許多偶極性時一個固定數目峰值的平均值，標準偏差表示峰值的波動。
6.如權利要求5中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中通過使用一個在α頻率帶寬內作為預定頻率分量的信號得到平均偶極性或標準偏差。
7.如權利要求5或6中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中通過把平均偶極性值或α偶極性值同一個預定的門限值比較來評估對象是正常或痴呆。
8.如權利要求5或6中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中通過把標準偏差同一個預定的門限值比較來評估對象是正常或痴呆。
9.如權利要求5或6中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中通過平均偶極性與標準偏差之間的相互關係評估對象是正常或痴呆。
10.如權利要求5或6中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中通過平均偶極性與標準偏差之間的關係判斷痴呆的種類與程度。
11.如權利要求1至10中之任一所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的方法，其中通過一個終端裝置探測頭皮電位，通過一條通信線把數據發送至運算中心，然後通過通信線把必需的參數送回終端裝置用於痴呆的評估。
12.一種評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置包括多個安裝在對象頭部上用於探測對象頭皮電位的EEG傳感器或MEG傳感器，一個用於把EEG傳感器的輸出信號變換為數據以得到平均偶極性與用於得到偶極性(峰)值的統計動差作為對象痴呆程度參數的計算單元，與一個用於輸出這些參數的輸出單元。
13.如權利要求12所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中計算單元提取數據中的一個預定頻率分量，並以此預定頻率分量為基礎，當確定一個或多個等效偶極子時使用一個指示近似程度的值作為偶極性，其中假定在頭部內的一個或多個電流偶極子在傳感器位置形成的電位分布和用數據指示的傳感器的測量電位之間的均方誤差的平均值變為最小。
14.如權利要求13所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中頭部包括一個球形模型。
15.如權利要求12所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中計算單元使用隨機處理的動差作為統計資料。
16.如權利要求12所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中計算單元使用平均偶極性值或它的在記錄傳感器的某一周期範圍內圍繞平均值的標準偏差作為統計資料。
17.如權利要求16中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中計算單元在作為預定頻率分量的α頻率帶寬內得到平均偶極性值或圍繞平均值的偶極性值的標準偏差。
18.如權利要求16或17中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中計算單元通過把平均偶極性值同一個預定的門限值比較判斷對象是正常或痴呆。
19.如權利要求16或17中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中計算單元通過把標準偏差同一個預定的門限值比較判斷對象是正常或痴呆。
20.如權利要求16或17中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中計算單元通過平均偶極性與標準偏差之間的相互關係判斷對象是正常或痴呆。
21.如權利要求16或17中所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中計算單元通過平均偶極性與標準偏差之間的關係判斷痴呆的種類與程度。
22.如權利要求12至21中之任一所述的評估腦皮層中神經元損傷程度的裝置，其中傳感器與輸出單元在終端裝置內提供，計算單元在運算中心內提供，而終端裝置與運算中心通過一條通信線互相連接。
23.一個評估腦皮層中神經元損傷程度的電腦程式，使計算機執行步驟根據通過安裝在對象頭部上的許多EEG或MEG傳感器探測到的對象頭皮電位數據確定一個偶極性，確定一個關於偶極性的時間變化的統計作為對象痴呆程度參數，與輸出這些參數。
24.如權利要求23中所述的電腦程式，其中在提取數據中的一個預定頻率分量之後，以此預定頻率分量為基礎，當確定一個或多個等效偶極子時偶極性指示一個近似程度，其中假定在頭部內的一個或多個電流偶極子在傳感器位置形成的電位分布和用數據指示的傳感器的測量電位之間的均方誤差的平均值變為最小。
25.如權利要求24所述的電腦程式，其中頭部包括一個球形模型。
26.如權利要求23所述的電腦程式，其中統計包括隨機處理的動差。
27.如權利要求23所述的電腦程式，其中統計包括平均偶極性與標準偏差中的至少一個，平均偶極性表示當通過取樣得到許多偶極性時一個固定數目峰值的平均值，標準偏差表示峰值的波動。
28.如權利要求27所述的電腦程式，其中通過使用一個預定的α頻率帶內的信號得到平均偶極性或標準偏差。
29.如權利要求27或28所述的電腦程式，其中通過把平均偶極性同一個預定的門限值比較判斷對象是正常或痴呆。
30.如權利要求27或28所述的電腦程式，其中通過把標準偏差同一個預定的門限值比較判斷對象是正常或痴呆。
31.如權利要求27或28所述的電腦程式，其中通過平均偶極性與標準偏差之間的相互關係判斷對象是正常或痴呆。
32.如權利要求27或28所述的電腦程式，其中通過平均偶極性與標準偏差之間的關係判斷痴呆的種類與程度。
33.一種計算機可讀記錄媒體，用於記錄如權利要求23至32中之任一所述的程序。
全文摘要
痴呆對象腦中的神經元活動在皮層表面範圍內變為不均勻而這個不均勻性通過適當分析觀察到的頭皮電位靈敏地加以探測。本發明涉及用於數值地探測這種神經元退化程度的計算機算法與裝置。選擇一個EEG的適當頻率分量使得在正常對象情況下它的頭皮電位變為平滑。當腦功能受損時,探測到空間中神經元活動的不均勻性以及經適當濾波的EEG(通常為α分量)觀察到的頭皮電位中的瞬時波動。從這個適當地選擇的EEG分量的偶極性值導出的統計參數確定腦的狀態,通過把得到的參數同它們的門限值比較判斷對象是正常人或處於早期痴呆的痴呆人。本發明提供一種用於靈敏地篩查與監測痴呆發展並使能最佳化治療與處理痴呆的可靠、廉價、容易運用與無侵犯性的方法。
文檔編號A61B5/05GK1359656SQ0114366
公開日2002年7月24日 申請日期2001年12月17日 優先權日2000年12月18日
發明者武者利光, 朝田隆 申請人:株式會社腦機能研究所